|
|
مدلسازی اثر تنش رطوبتی بر تغییر دماهای بهینه و بیشینه برای جوانهزنی بذر پنیرک (.malva parviflora l): معرفی یک مدل هیدروترمال تایم جدید
|
|
|
|
|
نویسنده
|
مرادی تلاوت محمد رضا ,سیادت عطاالله ,درخشان ابوالفضل ,صفرخانزاده صمد
|
منبع
|
تنش هاي محيطي در علوم زراعي - 1400 - دوره : 14 - شماره : 3 - صفحه:759 -770
|
چکیده
|
دما و پتانسیل آب دو عامل اولیه مهم کنترلکننده جوانهزنی هستند. با استفاده از مدلهای هیدروترمال تایم میتوان پاسخ جوانهزنی بذر به این دو عامل محیطی را کمیسازی نمود. در برخی از این مدلها فرض میشود که بازدارندگی گرمایی جوانهزنی ناشی از تغییر پتانسیل آب پایه (ψb(g)) به سمت مقادیر مثبتتر تنها در دماهای بیشتر از حد بهینه (to) رخ میدهد و to مستقل از سطوح تنش خشکی است. در این مطالعه، مدل هیدروترمال تایم ویبول برای توصیف تغییرات ψb(g) در پاسخ به دما و نیز مدل کردن اثر تنش خشکی بر تغییرات دماهای بهینه (to(g)) و بیشینه (tm(g)) برای کسرهای مختلف جوانهزنی (g) بذر پنیرک (malva parviflora) استفاده شد. درحالیکه ψb(g) در گستره دمایی بین tb (دمای پایه) و tm(g) روند خطی افزایشی نشان داد، ثابت هیدروتایم (θh) در پاسخ به افزایش دما بهصورت غیرخطی کاهش یافت. بر مبنای رابطه بین ψb(g) و θh، شکل پاسخ سرعت جوانهزنی (gr(g)) به دما در مدل هیدروترمال تایم بهصورت منحنی تعیین شد. مدل مقادیر θht (ثابت هیدروترمال تایم)، ψbase، tb(پتانسیل آب پایه در دمای پایه) و kt (شیب پاسخ ψb(g) به دما) را به ترتیب 1800.04 مگاپاسکال درجه سانتیگراد ساعت، 4.20 درجه سانتیگراد، 2.46- مگاپاسکال و 0.064 مگاپاسکال بر درجه سانتیگراد برآورد کرد. هر دوی to(g) و tm(g) متناسب با افزایش شدت تنش خشکی کاهش نشان دادند و برای صدکهای بالاتر جوانهزنی خنکتر شدند. مدل توسعه داده شده در این مطالعه نهتنها برازشهای خوبی به دادههای جوانهزنی داشت، بلکه برخی ویژگیهای انطباقی بذرهای پنیرک به محیطهای دمایی و رطوبتی را نشان داد.
|
کلیدواژه
|
بازدارندگی گرمایی، پتانسیل آب پایه، توزیع ویبول، دمای پایه، سرعت جوانهزنی
|
آدرس
|
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان, دانشکده کشاورزی, گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی, ایران, دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان, دانشکده کشاورزی, گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی, ایران, دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان, ایران, دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان, ایران
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Modeling the effect of moisture stress on the shift in optimal and maximum temperatures for germination of Malva parviflora L. seeds: Introducing a new hydrothermal time model
|
|
|
Authors
|
Moradi Telavat Mohammad Reza ,Siadat Seyed Ataollah ,Derakhshan Abolfazl ,Safarkhanzadeh Samad
|
Abstract
|
Introduction Seed germination is largely controlled by the temperature and moisture content of the seedbed. Therefore, hydrothermal time models have been widely used to describe seed germination patterns in response to temperature and water potential (Ψ) of the seedbed. The majority of these models assume a Normal distribution for base water potential (Ψb(g)) to describe the variation in time to germination. In some of these models, it is assumed that the thermoinhibition of germination induced by the shift in Ψb(g) to more positive values occur only at temperatures above the optimum (To) and that the To is independent of drought stress levels. In this study, the Weibull hydrothermal time was used to quantify the Ψb(g) changes in response to temperature and to model the effect of drought stress on the shift in the optimal (To(g)) and maximum (Tm(g)) temperatures for different germination fractions of malva parviflora seeds. Materials and methods The experiment was conducted at the Seed Technology Laboratory of Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan in 2016. Germination test was performed at eight constant temperatures of 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32 and 36 (± 0.2) °C in light/dark conditions (12 h/12 h). In each of the above temperature regimes, seed germination response to different levels of drought stress, i.e. osmotic solutions with concentrations of 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 0.1 MPa was evaluated. Germination test was performed with four replications (each Petri dish as one replicate). In each replicate, 50 seeds were placed on a layer of Whatman No 1 filter paper in a 9 cm glass Petri dish, and then moistened with 7 ml distilled water or other osmotic solutions. The number of germinated seeds was counted twice every day until germination stopped at each temperature regime (when no germination occurred for 5 consecutive days). All models, having been formulated into the hydrotime and then hydrothermal models, were fitted to data using PROC NLMIXED procedure of SAS software version 9.4. Results and discussion While Ψb(g) showed a linear increase in the temperature range between Tb (base temperature) and Tm(g), the hydrotime constant (θH) decreased nonlinearly in response to increasing temperature. Based on the relationship between Ψb(g) and θH, the shape of the germination rate (GR(g)) response to temperature in the hydrothermal time model was curvilinear. The model estimated the values of θHT (hydrothermal time constant), Tb, Ψbase (base water potential at Tb), and KT (slope of the Ψb(g) response to temperature) as 1800.04 MPa °C h, 4.20 °C, 2.46 MPa, and 0.064 MPa °C1, respectively. Both To(g) and Tm(g) decreased proportionally with increasing drought intensity and became cooler for higher germination percentiles. For example, the estimated To(50) (optimal temperature for the median) for M. parviflora seeds germinated under no water stress (Ψ=0 MPa) was 23.38 °C but dropped to 15.59 °C as water availability became minimum (Ψ=1.0 MPa). Similarly, it was estimated that 50% of seeds would be able to germination at (or below) 42.55 °C form zero osmotic potential (Tm(50) at Ψ=0 MPa) but to attain the same germination level at 1.0 MPa, temperature should never exceed 26.99 °C (Tm(50) at Ψ=1.0 MPa). Conclusion The hydrothermal time model not only gave good fits to germination data but also showed some adaptive properties of M. parviflora seeds to different temperature and moisture environments. With the increasing severity drought, the To(g) and Tm(g) shifted to cooler values, which mean that the seeds were able to germinate at a narrower temperature range under drought conditions.
|
Keywords
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|